陶瓷3D打印技術(shù)在現(xiàn)代陶瓷制作中的應(yīng)用微探

謝璇

摘要：文章首先介紹了陶瓷3D打印技術(shù)，包括陶瓷3D打印技術(shù)的分類和陶瓷3D打印技術(shù)的概念;接著闡述了在現(xiàn)代陶瓷制作中陶瓷3D打印技術(shù)的具體應(yīng)用，并分別分析了在現(xiàn)代陶瓷制作的裝飾、成型和材料方面的具體應(yīng)用;最后詳細(xì)分析了在現(xiàn)代陶瓷制作中陶瓷3D打印技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，包括造型自由、技能要求、簡(jiǎn)化工序和快速成型四方面。這些優(yōu)勢(shì)讓3D打印技術(shù)作為一種代替?zhèn)鹘y(tǒng)陶瓷制備的新技術(shù)手段逐漸廣泛應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：陶瓷3D打印;現(xiàn)代陶瓷;制作;應(yīng)用

0引言

陶瓷是我國(guó)具有悠久歷史的文化元素之一，陶瓷制品不僅具有觀賞價(jià)值，其實(shí)用性也較強(qiáng)，因此陶瓷制品在各行各業(yè)中應(yīng)用廣泛。傳統(tǒng)形式的陶瓷制作流程比較復(fù)雜，工序較多，但是現(xiàn)代陶瓷制作利用3D打印技術(shù)簡(jiǎn)化了制造流程，縮短了制作時(shí)間，這讓傳統(tǒng)陶瓷文化和工藝在傳承的同時(shí)還得到升華和發(fā)展。相關(guān)研究人員和技術(shù)人員使用現(xiàn)代先進(jìn)的技術(shù)手段進(jìn)行設(shè)計(jì)，利用3D打印技術(shù)進(jìn)行制造和加工，可以生產(chǎn)出顏色豐富、造型獨(dú)特、功能性強(qiáng)的陶瓷產(chǎn)品，滿足各行業(yè)和不同受眾對(duì)陶瓷產(chǎn)品的需求。

1陶瓷3D打印技術(shù)

1.1陶瓷3D打印技術(shù)的分類

從制作工藝的層面來(lái)分析，陶瓷3D打印技術(shù)可以分為兩類：直接成型法和逐層粘接法。將黏合劑和陶瓷粉末充分混合，然后制作成所需的陶瓷漿料，將黏合的陶瓷漿料通過施壓經(jīng)噴頭擠出來(lái)，從而有效黏合前一層的陶瓷漿料，將這一步驟一直重復(fù)，直到得到與設(shè)計(jì)完全相符的、成型的陶瓷制品為止，這是陶瓷3D打印的直接成型法?，F(xiàn)代陶瓷3D打印的直接成型法是通過計(jì)算機(jī)控制備料和操作的過程，這樣能夠使得制作出來(lái)的陶瓷質(zhì)量更好、更精細(xì)。逐層黏結(jié)法是先平鋪準(zhǔn)備好的陶瓷粉末，然后把黏合劑沿著設(shè)定好的路徑在陶瓷粉末上用噴頭進(jìn)行噴射，接著將陶瓷粉末再鋪到已經(jīng)噴好的混合漿料上，一次一次重復(fù)，形成設(shè)計(jì)好的模型，得到需要的三維陶瓷物體，最后將表面的陶瓷粉末擦除。不過相較于直接成型法來(lái)說，這種方式比較煩瑣，且更耗費(fèi)時(shí)間。

1.2陶瓷3D打印技術(shù)的概念

陶瓷3D打印技術(shù)屬于3D打印技術(shù)的細(xì)化分類，在本質(zhì)上與3D打印技術(shù)原理相同。陶瓷3D打印技術(shù)的原材料一般選擇陶瓷漿料或者陶瓷粉末，基礎(chǔ)是數(shù)字模型文件，再通過一層一層重復(fù)打印的形式來(lái)構(gòu)建設(shè)計(jì)好的陶瓷制品，這是一種能夠滿足現(xiàn)代需要的新型陶瓷制作技術(shù)?，F(xiàn)代化陶瓷3D打印技術(shù)相較于傳統(tǒng)陶瓷的制作工藝而言，可以有效降低陶瓷制品制作的成本，陶瓷制作的工藝流程也被簡(jiǎn)化，制作工藝對(duì)陶瓷設(shè)計(jì)的禁錮也被打破，這樣設(shè)計(jì)出的造型獨(dú)特新穎的陶瓷制品不止出現(xiàn)在圖紙上，而是能夠制造出實(shí)物來(lái)。

2 在現(xiàn)代陶瓷制作中陶瓷3D打印技術(shù)的應(yīng)用

2.1現(xiàn)代陶瓷制作的裝飾方面

在現(xiàn)代陶瓷的制作方面，陶瓷3D打印技術(shù)一般采用直接成型的模式進(jìn)行裝飾，利用泥漿自身紋理線條鮮明的特定屬性，將其一層一層進(jìn)行堆積。在這一過程中，為了陶瓷制品視覺效果更好，通過對(duì)擠出泥漿的出孔大小進(jìn)行控制來(lái)得到不同粗細(xì)的泥漿造型，這樣得到的陶瓷制品在紋理上也有所不同。在進(jìn)行塑造、制作的過程中，泥漿的承受能力沒有固定的支撐會(huì)產(chǎn)生一部分形變，這是陶瓷制品藝術(shù)效果呈現(xiàn)的特有方式，能夠?qū)㈩愃飘a(chǎn)品呈現(xiàn)出不同的藝術(shù)效果。

2.2現(xiàn)代陶瓷制作的成型方面

注漿成型、拉胚成型、泥條盤筑以及捏塑成型等是傳統(tǒng)的陶瓷成型工藝。一般來(lái)說在傳統(tǒng)陶瓷制作時(shí)，為制造出具有復(fù)雜造型的陶瓷制品，需要消耗較大的金錢成本和時(shí)間成本，但是也很難保證復(fù)雜造型的成功概率，這些傳統(tǒng)的陶瓷制作成型工藝大多只用于簡(jiǎn)單三維的陶瓷制品制備?，F(xiàn)代陶瓷3D打印技術(shù)打破了傳統(tǒng)陶瓷塑造條件的限制，更有利于具有鏤空結(jié)構(gòu)或造型復(fù)雜的陶瓷制品的制作，使得陶瓷制品能夠自由化成型，且成型的陶瓷制品完全符合設(shè)計(jì)預(yù)期。傳統(tǒng)的陶瓷成型工藝的學(xué)習(xí)需要耗費(fèi)很長(zhǎng)時(shí)間，短則幾個(gè)月長(zhǎng)則幾年，而現(xiàn)代陶瓷3D打印技術(shù)僅利用特定App就能夠?qū)π枰茉斓奶沾芍破愤M(jìn)行預(yù)設(shè)，還可以根據(jù)需求更改形態(tài)樣式和模型數(shù)據(jù)參數(shù)等，讓非陶瓷成型制造專業(yè)人員也能夠制作其需要的、專屬的、符合預(yù)期的陶瓷制品。

2.3現(xiàn)代陶瓷制作的材料方面

長(zhǎng)石、石英、黏土和其他礦石原料都是制作傳統(tǒng)陶瓷的材料，制作時(shí)主要原材料一般選用黏土，黏土能夠讓陶瓷具有一定形狀，同時(shí)讓泥坯的注漿穩(wěn)定性和泥坯可塑性變得更強(qiáng)，這樣才能夠獲得具有最大堆積密度和干胚強(qiáng)度的胚體。現(xiàn)代陶瓷3D打印技術(shù)會(huì)讓陶瓷的制備工藝和原料的性能都能有效改善。傳統(tǒng)陶瓷工藝在陶瓷原料的制作工藝上包括陳腐、練泥、球磨、淘洗以及粉碎等，相較于傳統(tǒng)陶瓷工藝而言現(xiàn)代陶瓷3D打印選用陶瓷粉末作為原材料，陶瓷原料的選取限制性也降低，使得原料制備的流程變得更加簡(jiǎn)單，并不需要太多煩瑣的制造工藝。一般來(lái)說3D陶瓷的打印原材料是羥基磷灰石、氧化鋯、硅酸鋁以及氧化鋁等。在制造陶瓷時(shí)需要將黏合劑添加到陶瓷粉末中才能優(yōu)化材料的可塑性和流動(dòng)性，雖然在這一過程中添加了黏合劑，但是由于在陶瓷燒制的過程中黏合劑能夠得到充分揮發(fā)和分解，所以并不會(huì)明顯地影響陶瓷制品的品質(zhì)。

3在現(xiàn)代陶瓷制作中陶瓷3D打印技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

3.1造型自由

現(xiàn)代陶瓷制作中陶瓷3D打印技術(shù)能夠制作內(nèi)部結(jié)構(gòu)或外部形狀復(fù)雜的陶瓷制品，并不會(huì)受到工藝的限制。傳統(tǒng)陶瓷制備的過程中有可能會(huì)出現(xiàn)的塌陷問題，因?yàn)?D打印技術(shù)是逐層打印的，也可以有效避免。

3D打印讓設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)思路和想法能夠得到展示，打破了傳統(tǒng)陶瓷制作工藝對(duì)陶瓷產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)方面的限制，能夠設(shè)計(jì)、制造出更多內(nèi)部鏤空、造型復(fù)雜精美的陶瓷工藝制品。

3.2技能要求

傳統(tǒng)陶瓷制作對(duì)專業(yè)技能具有很高的要求，想要制造出高品質(zhì)陶器，每一個(gè)步驟的制造工藝都需要匠人長(zhǎng)時(shí)間學(xué)習(xí)才能夠掌握?，F(xiàn)代陶瓷3D打印技術(shù)能夠有效降低陶瓷制作工藝的門檻，打破傳統(tǒng)陶瓷工藝對(duì)陶瓷制品發(fā)展的限制，即使是沒有陶瓷制作基礎(chǔ)的人也能體驗(yàn)陶瓷的制作過程，能夠?qū)⒆约簶?gòu)想的陶瓷造型變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，通過App甚至還能將數(shù)字模型制作出來(lái)。

3.3簡(jiǎn)化工序

陶瓷3D打印并不需要像傳統(tǒng)陶瓷制品的制造那樣先選擇原材料，再進(jìn)行煉制、成型、裝飾、燒制等多項(xiàng)程序，泥料的加工也不需要采用陳腐、練泥、壓濾等工序?，F(xiàn)代陶瓷3D打印技術(shù)在制作內(nèi)部鏤空陶瓷制品時(shí)，設(shè)計(jì)師只需要將設(shè)計(jì)好的立體陶瓷作品導(dǎo)入設(shè)備中，便可以將作品打印出來(lái)，這樣能夠減少陶瓷原材料的損耗，有效節(jié)省了人力、物力的成本，并縮短了整個(gè)制造時(shí)長(zhǎng)。

3.4快速成型

相較于傳統(tǒng)陶瓷制作過程中需要先制備原材料再進(jìn)行燒制，需要消耗幾個(gè)星期以上的時(shí)間來(lái)說，陶瓷3D打印技術(shù)制作陶瓷的過程只需要很短的時(shí)間，只用幾個(gè)小時(shí)就可以將原材料燒制成成品陶瓷。陶瓷制品的成型進(jìn)度縮短，陶瓷制品的成品與設(shè)計(jì)匹配更加契合，節(jié)約了陶瓷設(shè)計(jì)和制作的成本，陶瓷制作的模型也具有創(chuàng)造性、實(shí)驗(yàn)性和可修改性。

4結(jié)束語(yǔ)

將傳統(tǒng)陶瓷文化與現(xiàn)代制造工藝互相結(jié)合是陶瓷3D打印技術(shù)存在的基本意義。這是陶瓷制作發(fā)展中全新的藝術(shù)形式，也為現(xiàn)代陶瓷制作提供了新的工藝技術(shù)和制造方法，將新的活力注入傳統(tǒng)陶瓷文化中，這是對(duì)傳統(tǒng)陶瓷文化的傳承，也是對(duì)傳統(tǒng)陶瓷制作工藝的升華。目前，現(xiàn)代陶瓷3D打印技術(shù)獲得了受眾的認(rèn)可和喜愛，但仍舊受到打印機(jī)的結(jié)構(gòu)、成本和原材料等方面的限制。所以陶瓷3D打印技術(shù)還需要進(jìn)一步研究，需要不斷完善，才能得到更好的發(fā)展。